一种含液态金属导热填料的PET导热薄膜制造技术

本发明专利技术创造提供一种PET导热薄膜，包括PET承载膜以及附着在其表面的胶黏材料层，所述胶黏材料层，以重量计，由包括下述原料制成：液态金属导热填料10‑50份，微蜡粉2‑10份，球形石墨20‑30份，成膜助剂1‑10份，助溶剂0.5‑3份，分散剂0.5‑3份，消泡剂0.1‑0.5份，增稠剂0.1‑2份，流平剂0.1‑2份，硅丙乳液20‑40份，其他助剂0‑5份。本发明专利技术创造具有较高的导热系数，胶黏材料在PET膜上具有长期稳定的涂覆和剥离效果。

A PET thermal conductive film containing liquid metal thermal conductive filler

The invention provides a PET thermal film, including PET bearing and attached to the surface of the adhesive material layer, the adhesive material layer, by weight, consists of the following raw materials: liquid metal filler 10 50 copies, 10 copies of the 2 micro wax powder, spherical graphite 20 30 copies. Coalescents 1 10 copies, 0.5 copies of 3 cosolvent, 0.5 dispersant 3, defoaming agent 0.1 0.5 copies, 2 copies of 0.1 thickening agent, leveling agent 0.1 2 copies, 40 copies of 20 silicone acrylic emulsion and other additives 0 5. The invention has high thermal conductivity, the adhesive material has a long-term stability of the coating and stripping effect on PET film.

【技术实现步骤摘要】
一种含液态金属导热填料的PET导热薄膜
本专利技术创造涉及散热薄膜
，具体涉及一种含液态金属导热填料的PET导热薄膜，使用方式与普通PET双面胶或单面胶相同。
技术介绍
PET双面胶或单面胶由PET双面或单面涂布含有散热介质的胶黏材料制成，其粘接性能出众，具备抗震、抗推出、抗老化和服帖性，可以方便地用于电子产品中的各类粘接应用。PET双面胶或单面胶由于采用PET作为承载物，要求胶黏材料在PET膜上具有长期稳定的涂覆和剥离效果，同时具有良好的导热性能。目前研究最多的是采用石墨、碳纳米管等C材料作为导热填料，但是C材料在胶黏基体中的分散添加量有限，导热性能受到限制；且C材料具有导电性，容易在脱出胶黏基体或聚集状态下发生引起短路等危险发生；另外C材料与胶黏基体的相容性也较差，需要对其进行表面处理才能够提高界面相容性和分散效果；C材料大多具有各向异性，传导效率可能会受到粒子分布方向的影响，使得热量在导热网络中某些方向通道的传导不顺畅。液态金属是指一种不定型金属，通常包括真正意义呈液态的金属汞，以及铟、镓等低熔点金属及其合金。液态金属具有很高的导热率，除了其相变散热的功能外，其处于液态时颗粒的各向同性能够使得热量在导热通道内快速传导，这是其他导热材料所不能比拟的优势。目前对于液态金属作为导热材料的应用技术，一是直接将液态金属分散在高分子基体中，但是由于液态金属之间范德华力非常大，使得分散于高分子基体中的液滴颗粒较大，且大小均一性较差，另外金属液滴与高分子基体之间的结合性差，界面差异使得整个导热材料的导热性能不升反降；还有一种方法尝试采用固化后的金属粉，并对其进行表面包覆，然后在将包覆后的金属粉作为导热材料分散于高分子基体中，但由于液态金属熔点较低，其金属颗粒和包覆的操作均需要在低温下进行，操作条件严苛且包覆效果不甚理想。另外，现有的技术手段均是将液态金属分散于整个高分子基体中，作为特定的导热材料(导热贴片)而存在，并不能作为独立的导热填料而存在，极大地限制了液态金属作为导热材料应用范围的广度和深度。
技术实现思路
本专利技术创造为解决现有技术中的问题，提供一种含液态金属导热填料的PET导热薄膜，具有较高的导热系数，胶黏材料在PET膜上具有长期稳定的涂覆和剥离效果。本专利技术创造的PET导热薄膜，包括PET承载膜以及附着在其表面的胶黏材料层。所述胶黏材料层，以重量计，由包括下述原料制成：液态金属导热填料10-50份，微蜡粉2-10份，球形石墨20-30份，成膜助剂1-10份，助溶剂0.5-3份，分散剂0.5-3份，消泡剂0.1-0.5份，增稠剂0.1-2份，流平剂0.1-2份，硅丙乳液20-40份，其他助剂0-5份。其中，所述微蜡粉为球状高密度聚乙烯微粉蜡，可以为系列；所述球形石墨在使用前，可以根据需要采用硼酸、硅烷偶联剂等经常规手段对球形石墨进行表面(包覆)处理；所述成膜助剂为醇醚酯类成膜助剂，优选为己二醇丁醚醋酸酯；所述助溶剂为小分子醇类，优选为1,2-丙二醇；所述分散剂为聚二甲基硅氧烷、二甲基环硅氧烷中的一种或多种；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述增稠剂为纤维素醚类，优选为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述其他助剂可以包括pH调节剂、防霉剂、防腐剂等根据需要添加的各类助剂，例如，pH调节剂可以包括二乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵等，防霉剂可以包括苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’-(3,4-二氯苯基)-N、N-二甲基脲等，防腐剂可以包括1,2-苯并异噻唑-3-酮、甲基异噻唑啉酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等。在上述原料中，采用液态金属导热填料部分替代球形石墨作为导热物质，能够极大地提高胶黏材料层的导热效率，液态金属导热填料以被包覆的液态金属为导热主剂，相较于其他导热材料具有更高的导热系数，球形石墨作为更大颗粒的补充导热填料，在液态金属导热填料形成的导热网络中形成更大的热传输节点，二者配合能够有效提高材料整体的导热效果。液态金属导热填料与胶黏基体的相容性良好，醇醚酯类成膜助剂和硅丙乳液相互配合也同时与液态金属导热填料具有更好的相容配伍性，因此配方中无需额外单独添加偶联剂，但可能会影响胶黏材料层在PET承载膜上的剥离效果，微蜡粉的加入能够有效弥补可能剥离不良这一缺陷。助溶剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和流平剂的选择一方面能够与配方整体具有良好配伍效果，如聚醚改性聚硅氧烷、有机硅消泡剂、聚二甲基硅氧烷等均为硅氧体系，硅丙乳液也具有有机硅基团，有利于胶黏材料层的分散和涂布，使得胶黏材料层保证长期稳定性；另一方面有助于形成适合粘度的浆料形成，涂布在PET承载膜上形成所需胶黏材料层。其中，所述液态金属导热填料，含有下述原料：低熔点金属或合金：包括铟、镓及其与其他金属的合金(如铟镓合金、镓锡锌合金、铟镓锡合金、铟镓铋锡合金、铟铋锡银合金等)；所述低熔点金属或合金的熔点优选在5-60°之间；所述低熔点金属或合金是导热填料的主要热传导部位；侧链含羟基或羧基的聚硅氧烷：例如羟基改性硅油或羧基改性硅油，一个优选的例子为具有如式(I)通式结构的聚硅氧烷式(I)中，R1各自独立为相同或不同的烷基、烷氧基、稀基，优选为C1-4的烃基；R2为C1-10的饱和碳链；R3为饱和或不饱和的碳链，该饱和或不饱和的碳链上还可以具有支链或环；n为4-80的整数；m为3-50的整数；有机硅接枝改性聚氨酯：聚氨酯主链上至少具有一个不含活性氢基团的有机硅侧链，所述有机硅侧链优选为2-4个；SiO2气凝胶：优选为硅烷偶联剂改性的SiO2气凝胶，更优选为三甲基氯硅烷改性的SiO2气凝胶。上述原料以重量计，优选的用量比为低熔点金属或合金：侧链含羟基或羧基的聚硅氧烷：有机硅接枝改性聚氨酯：SiO2气凝胶＝100：(5-40)：(100-150)：(2-10)。本专利技术创造还提供了一种液态金属导热填料的制备方法，包括下述步骤：S1：向熔融状态的低熔点金属或合金、和侧链含羧基的聚硅氧烷充分搅拌至混合均匀，升温至60-80℃，在金属铂催化剂作用下，充分搅拌反应；S2：将第一步反应产物与有机硅接枝改性聚氨酯和SiO2气凝胶混合，高速充分搅拌，即得液态金属导热填料产品。其中，所述步骤S1中，金属铂催化剂的用量为所述低熔点金属或合金质量的0.2-2％。其中，所述步骤S2中，反应条件为在转速1500-3000rad/min下搅拌0.5-6h。其中，所述侧链含羧基的聚硅氧烷可以通过下述方法获得：将D4与氨基硅烷聚合得到氨基硅，氨基硅再与环状二元酸酐进行酰化反应得到。其中，所述有机硅接枝改性聚氨酯可以通过下述方法获得：采用一端含有至少两个羟基，另一端不含活性氢基团的有机硅扩链剂与二异氰酸酯、聚合物多元醇、小分子多元醇、催化剂以及有机溶剂在加热条件下聚合反应而得。本专利技术创造提供的PET导热薄膜具有如下优点：1、采用液态金属导热填料，液态金属被分散为纳米颗粒并包覆在高分子外壳中，粒度均一，导热颗粒低至200-5000目，结构稳定、内软外硬，液态金属在使用时不宜溢出造成短路，导热率高，金属的各向同性提高了导热通道的导热效率，较普通的导热填料能够使导热效率翻倍提高；2、基体稳定性好，无需采用偶联剂即与包覆后的液态金属导热填料具有良好的相容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PET导热薄膜，包括PET承载膜以及附着在其表面的胶黏材料层，所述胶黏材料层，以重量计，由包括下述原料制成：液态金属导热填料10‑50份，微蜡粉2‑10份，球形石墨20‑30份，成膜助剂1‑10份，助溶剂0.5‑3份，分散剂0.5‑3份，消泡剂0.1‑0.5份，增稠剂0.1‑2份，流平剂0.1‑2份，硅丙乳液20‑40份，其他助剂0‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种PET导热薄膜，包括PET承载膜以及附着在其表面的胶黏材料层，所述胶黏材料层，以重量计，由包括下述原料制成：液态金属导热填料10-50份，微蜡粉2-10份，球形石墨20-30份，成膜助剂1-10份，助溶剂0.5-3份，分散剂0.5-3份，消泡剂0.1-0.5份，增稠剂0.1-2份，流平剂0.1-2份，硅丙乳液20-40份，其他助剂0-5份。2.根据权利要求1所述的PET导热薄膜，其特征在于，所述微蜡粉为球状高密度聚乙烯微粉蜡。3.根据权利要求1所述的PET导热薄膜，其特征在于，所述球形石墨在使用前，采用硼酸或硅烷偶联剂进行表面处理。4.根据权利要求1所述的PET导热薄膜，其特征在于，所述成膜助剂为醇醚酯类成膜助剂，优选为己二醇丁醚醋酸酯。5.根据权利要求1所述的PET导热薄膜，其特征在于，所述助溶剂为小分子醇类，优选为1,2-丙二醇。6.根据权利要求1所述的PET导热薄膜，其特征在于，所述分散剂为聚二甲基硅氧烷、二甲基环硅氧烷中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的PET导热薄膜，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述增稠剂为纤维素醚类，优选为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述其他助剂可以包括pH调节剂、防霉剂、防腐剂等根据需要添加的各类助剂，例如，pH调节剂可以包括二乙醇胺、三...

【专利技术属性】
技术研发人员：何千舟，李雲，张耀湘，
申请(专利权)人：天津沃尔提莫新材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12